एण्ट्रोपी

ऊष्मागतिविज्ञानमे एन्ट्रोपी एक भौतिक राशि हे जे सीधा नापल नै जाये बलिक गणना द्वारा एकर मान निकालल जा हे । एकर प्रतीक S हे । केहु निकायके कुल ऊर्जाके ऊ भाग जेकरा प्रयोगमे नै लावल जा सके (दोसर शब्दमे कार्यमे नै बदलल जा सके), ऊ निकायके एन्ट्रोपी कहल जा हे । एण्ट्रोपीके गणितीय परिभाषा नीचे देल गेल हे । जर्मनीके गणितज्ञ एवं भौतिकशास्त्री रुडाल्फ क्लासिअस १८५० के दशकमे एण्ट्रोपीके सङ्कल्पना देलन आउ ओकर ई नाम रखलन । १८७७ मे लुडविग बोल्ट्जमान एण्ट्रोपीके प्रायिकता पर आधारित परिभाषा देलन ।

परिचय

ऊष्मागतिविज्ञानके द्वितीय नियम द्वारो एक नया सङ्कल्पनाके समावेश होवहे । ई एण्ट्रोपीके सङ्कल्पना हे । अन्य सङ्कल्पनाके अपेक्षा अधिक अमूर्त होवेके कारण एकरा बुझलो अधिक कठिन हे । एण्ट्रोपीके बारेमे मुख्य बात नीचे देल गेल हे -

1. एण्ट्रोपी एक भौतिक राशि हे, जेकर गणना कैल जा सकहे ।
2. मोटातौर पर ई कौनो ऊष्मागतिक निकायके अव्यवस्था (disorder) के माप हे ।
3. कौनो विलगित निकायके एण्ट्रोपी समयके साथे बढ़ैते रहहे, कहियो घट नै हे । (अविलगित निकायके एण्ट्रोपी घट सकहे ।)
4. एण्ट्रोपी निकाय के अवस्थाके एक फलन हे ।
5. एण्ट्रोपी एक विस्तारात्मक गुण (extensive properties) हे ।

परिभाषा

ऊष्मागतिकीय रूपसे व्युत्क्रमणीय कौनो निकायला एण्ट्रोपीमे परिवर्तन (ΔS) निम्नलिखित सम्बन्ध द्वारा पारिभाषित हे -

$\Delta S=\int {\frac {dQ_{\text{rev}}}{T}}$,

जन्ने T निकायके परम ताप हे, dQ निकायके देल ऊष्मा हे ।

एण्ट्रोपीके ई परिभाषा कखनियो-कखनियो 'व्यष्टिगत परिभाषा' (macroscopic definition) कहला हे । ध्यान दी कि ई 'एण्ट्रोपीमे परिवर्तन' ( ΔS) के परिभाषा हे, न कि कुल एण्ट्रोपी (S) के । एण्ट्रोपीके सङ्कल्पना बड्डी उपयोगी पाएल गेल हे आउ एकर ढेर अन्य परिभाषा आउओ हे । आगे चलके निरपेक्ष एण्ट्रोपी (absolute entropy S) के परिभाषो कैल गेल जे साङ्ख्यिकीय बलविज्ञान पर आधारित हे या ऊष्मागतिविज्ञानके तृतीय नियम पर ।

यदि कौनो प्रक्रियामे ताप अपरिवर्तित होवे (समतापी प्रक्रम) त

$S_{2}-S_{1}={\begin{matrix}{\cfrac {Q_{1\to 2}}{T}}\end{matrix}}$>

प्रयोग

मूलभूत ऊष्मागतिक सम्बन्ध

$dU=TdS-PdV$

आदर्श गैस लागि

एण्ट्रोपीके उपरोक्त परिभाषा आउ आदर्श गैसके समीकरणके प्रयोग करैत निम्नलिखित सम्बन्ध निकालल जा सकहे -

$\Delta S=\Delta (c_{V}\ln p+c_{p}\ln V)\,$

या,

$\Delta S={\frac {nR}{\gamma -1}}\Delta (\ln p+\gamma \ln V)$

जन्ने $\gamma ={\frac {c_{p}}{c_{V}}}\,$ ( = 5/3 एकपरमाणुक गैसला एवं 7/5 द्विपरमाणुक गैसला)

एण्ट्रोपीके साङ्ख्यिकीय व्याख्या

१८९० से १९०० के कालावधिमे आस्ट्रियाके भौतिकशास्त्री लुडविग बोल्ट्जमान आउ अन्य वैज्ञानिक साङ्ख्यिकीय बलविज्ञानके विकास कैलन । ई एण्ट्रोपीके सङ्कल्पनाके बड्डी प्रभावित कैलन । एण्ट्रोपी आउ ऊष्मागतिकीय प्रायिकतामे निम्नलिखित सम्बन्ध देल गेल हे -

$S=k\cdot \ln \Omega$,

जन्ने S एण्ट्रोपी हे, k बोल्ट्जमान नियताङ्क हे, Ω निकायके सब सम्भव सूक्ष्म-अवस्था (microstates) के सङ्ख्या हे ।

इहो देखी

• ऊष्मागतिविज्ञानके द्वितीय नियम
• रुडाल्फ क्लासिअस